Than, dầu và khí tự nhiên đều tạo ra nhiệt năng khi được đốt cháy. Những nhiên liệu này được hình thành bởi tàn tích của các sinh vật tồn tại hàng triệu năm trước. Nhiệt từ các nhiên liệu này được sử dụng để chuyển nước thành hơi, sau đó được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các tua-bin tạo ra điện.
Nhiên liệu hóa thạch được tạo ra trong khoảng thời gian hàng triệu năm khi tàn tích của động thực vật phải chịu sức nóng và áp suất cực lớn có trong vỏ trái đất. Nhiên liệu hóa thạch đã là nguồn năng lượng quan trọng cho sự phát triển công nghiệp rộng rãi và được sử dụng phổ biến để cung cấp năng lượng cho nhiều phương tiện giao thông, ngoài ra còn được sử dụng như một nguồn nhiên liệu để sản xuất năng lượng điện. Nhiên liệu hóa thạch cũng được sử dụng để tạo ra nhựa đường, chất dẻo và các vật liệu khác.
Mặc dù được sử dụng rộng rãi, nhiên liệu hóa thạch có một số nhược điểm có thể hạn chế tính mong muốn và tính hữu dụng của chúng. Than, dầu và khí tự nhiên được coi là tài nguyên không thể tái sinh vì việc tạo ra nhiên liệu hóa thạch mới đòi hỏi hàng triệu năm. Bởi vì chúng được cấu tạo từ các hydrocacbon, nhiên liệu hóa thạch giải phóng khí carbon dioxide, góp phần làm nóng lên toàn cầu, vào bầu khí quyển khi chúng bị đốt cháy. Dầu và than đá cũng tạo ra sulfur dioxide, một loại khí góp phần gây ra các vấn đề về hô hấp và mưa axit.
